单相交流电动机的控制与调速技术
《常用电机控制及调速技术(第2版)》电子教案 项目1
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任务１.１
三相异步电动机正反转控制
电路的安装
• 通过对接线盒上六个端头进行不同连接, 可将三相定子绕组接成星形
连接或三角形连接, 如图１－２ 所示。
• ２.转子
• 转子由转子铁芯、转子绕组、转轴和风扇等组成。 转子铁芯为圆柱
形, 通常是利用定子铁芯冲片冲下的内圆硅钢片, 将其外圆周冲成均匀
分布的槽后叠成, 并压装在转轴上。 转子铁芯与定子铁芯之间有很小
• 当ωｔ ＝０ 时, ｉＵ 为零, Ｕ 相绕组无电流; ｉＶ 为负值, ｉＷ 为正
值, Ｖ 相与Ｗ 相电流流向及合成磁场如图１－７ (ａ) 所示。
每分钟的旋转速度ｎ ＝６０ｆ, 一般交流电的频率为５０ Ｈｚ, 所以
形成的旋转磁场是３ ０００ ｒ/ ｍｉｎ。
• 上述电动机定子绕组每相只有一个线圈, 三相定子绕组共有三个线圈,
分别置于定子铁芯的６ 个槽中。 当通入三相对称电流时, 产生的旋转
磁场相当于一对Ｎ、Ｓ 磁极在旋转, 称为二极旋转磁场。 普遍使用的
定子; 一个是旋转部分, 称为转子。 图１－１ 所示为三相异步电动机
的外形和结构。
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返回Leabharlann 任务１.１三相异步电动机正反转控制
电路的安装
• １.定子
• 定子由机座、定子铁芯、定子绕组和端盖等组成。 机座通常用铸铁
制成, 机座内装有由０.５ ｍｍ 厚的硅钢片叠制而成的定子铁芯, 铁芯
内圆周上分布着定子槽, 槽内嵌放三相定子绕组, 定子绕组与铁芯间有
连成一点, 作星形连接。当定子绕组的三个首端Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１ 分
别与三相交流电源Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ 接通时, 在定子绕组中便有对称
的三相交流电流ｉＵ、ｉＶ、ｉＷ 流过。 若电源电压的相序为Ｌ１
单相风扇调速原理
单相风扇调速原理
在单相风扇中，调速原理是通过改变电压或改变线圈绕组来控制电动机的转速。
首先，单相风扇的电动机是由一个主线圈和一个辅助线圈组成的。
主线圈通过一个分相电容器与电源相连，而辅助线圈则通过一个起动电容器和一个起动开关与电源相连。
风扇的启动过程是这样的：当开关打开时，电流通过主线圈和辅助线圈，形成一个旋转磁场，使得电动机转子开始旋转。
随着转子转速的增加，电动机的反电动势也会增加，降低主线圈中的电流。
当转子转速达到稳定状态时，辅助线圈中的电流会自动断开。
为了控制风扇的转速，我们可以使用两种方法之一：改变电压或改变线圈绕组。
首先，改变电压可以通过电压调节器或恒流源完成。
当我们增加电压时，电动机的转速也会随之增加。
反之，降低电压会导致转速减慢。
另一种方法是通过改变线圈绕组来调节转速。
通过在主线圈或辅助线圈上接入或绕组一个可变电阻，我们可以改变线圈的电阻值。
当电阻增加时，电动机的转速会减慢。
相反，减小电阻会使转速增加。
需要注意的是，调节转速时要注意电动机和电线的额定电压和电流。
超过额定值可能会损坏设备或危及安全。
此外，需要使用符合安全标准的调速设备来确保操作的安全性。
综上所述，单相风扇的调速原理在于通过改变电压或改变线圈
绕组来控制电动机的转速。
这样可以实现不同的风速和空气流量，以满足不同的需求。
单相交流电机 调速原理
单相交流电机调速原理
单相交流电机的调速原理主要包括以下几种方法：
1. 调节供电电压：通过调节电源的电压来改变电机的转速。
降低供电电压会使电机转速下降，增加供电电压则使转速增加。
但是这种方法只适用于感应电动机，对于复杂负载的单相电动机效果不佳。
2. 转子电阻调速：在单相感应电机的转子回路中加入一个可调节的电阻，通过改变电阻的大小来改变电机转速。
增加电阻会减小转矩，从而减小转速。
这种方法适用于无负载或轻负载的场景。
3. 相位移调速：通过改变电动机中的电流和电压的相位差来控制转速。
可以通过改变转子电阻、电容、电感等元件来实现相位差的调节，从而改变电机的转速。
这种方法主要适用于单相感应电动机。
4. 变频调速：使用变频器将电源频率变换为可调节的频率，并将其输入到电动机中，从而实现对转速的精确调节。
变频调速器能够提供稳定的输出电压和频率，适用范围广，可实现精确的转速控制。
通过以上不同的调速方法，可以根据实际需求选择合适的调速方案，实现单相交流电机的转速控制。
《常用电机控制及调速技术(第3版)》教学讲义 教案项目2
2、训练设备器材准备
教师活动
学生活动
教具使用
5分钟
20分钟
65分钟
一、相关知识
1、三速电机介绍：
2、调速方法：
3、PLC控制要求与方法
二、实践操作
技能训练二：PLC控制三速电动机电路安装技术
1、训练目标
2、训练设备器材准备
3、训练步骤
读图分析；
电器元件安装；
电气及PLC控制电路连接安装；
通电试验、调试排故
4、评分标准
强调：安装工艺要求
按照工艺要求进行安装
完成后，拆除线路并清理板面，清理环境
电气安装等器材和工具
二人一套安装器具、器材；每人一套工具
《常用电机控制与调速技术》教案
2-4
教 师
教学环境
电气实训室
教 具
电气安装等器材、工具
授课日期
班 级
课 时
2
课程
《常用电机控制与调速技术》
项目
项目二三相交流异步电动机的常用调速技术
主要任务
教具使用
25分钟
15分钟
50分钟
一、相关知识
1、变频器参数设置方法：
2、PLC设计方法：
3、电路安装要求：
二、实践操作
技能训练：多段速运行电路安装与调试
1、训练目标
2、训练设备器材准备
3、训练步骤
三段速控制要求；
变频器参数设置；
PLC输入
电气及PLC控制电路连接安装；
通电试验、调试排故
4、评分标准
强调：安全、安装工艺要求
2-5
教 师
教学环境
电气实训室
教 具
电气安装等器材、工具
电机控制与调速技术实训小结
电机控制与调速技术实训小结
《电机控制与调速技术实训小结》
在本次电机控制与调速技术实训中，我深刻体会到了电机控制与调速技术在实际应用中的重要性。
通过实际操作和实验，我不仅掌握了相关的理论知识，还培养了自己的实践能力和解决问题的思维方式。
在实训过程中，我们学习了电机的基本原理、控制方法以及调速技术。
通过对电机的拆装和调试，我熟悉了电机的内部结构和工作原理，了解了电机控制系统的组成部分。
同时，我们还学习了常用的电机调速方法，如变频调速、变极调速等，并通过实际操作进行了调试和实验。
通过这次实训，我不仅掌握了电机控制与调速技术的基本理论和实践技能，还培养了自己的动手能力和团队合作精神。
在实训过程中，我与同学们相互协作，共同解决了遇到的问题，提高了自己的沟通能力和团队协作能力。
然而，我也意识到自己在一些方面还有不足之处。
在实际操作中，我有时会遇到一些困难和挫折，但通过与老师和同学们的交流和讨论，我逐渐找到了解决问题的方法。
这让我明白了在学习和工作中遇到困难并不可怕，重要的是要保持积极的态度，勇于面对并努力解决问题。
总之，本次电机控制与调速技术实训让我收获颇丰。
我将继续努力学习和提高自己的技能，为今后的工作和学习打下坚实的基础。
单相相控整流电路的应用
单相相控整流电路的应用单相相控整流电路的应用随着现代技术的不断发展，单相相控整流电路已经成为了常见的电子电路之一。
这种电路主要是通过控制半导体开关元件的导通时间来实现对电源电压的调节。
相较于传统的整流电路，相控整流电路不仅具有更加准确和稳定的电源输出特性，而且也可以应用于许多不同领域的技术设备中。
下面，我们将会详细介绍单相相控整流电路的应用以及其在不同设备中的作用。
一、单相相控整流电路的基本工作原理在介绍单相相控整流电路的应用之前，让我们先来了解一下这种电路的基本工作原理。
单相相控整流电路主要由两个部分组成：整流桥和相控电路。
整流桥是由四个可控的半导体元件组成，能够实现交流电到直流电的转换。
而控制电路则通过检测电源电压，控制半导体元件的导通时间，从而实现对整流电路输出电压的调节。
二、单相相控整流电路的应用1、电力电子调节器单相相控整流电路可以应用于电力电子调节器中。
这种调节器由交流电源、单相半波整流电路、交流过滤器、可调变压器以及直流负载组成。
电力电子调节器可以对交流电进行整流和平滑，实现调节输出电压的功能。
这种调节器已经广泛应用于电力系统调节中，可以实现电流、电压和功率的控制。
2、光伏逆变器单相相控整流电路还可以应用于光伏逆变器中。
光伏逆变器能够将太阳能板产生的直流电转换成为交流电，并将其送回电网。
光伏逆变器由整流模块、过滤器、逆变模块以及控制电路组成。
其中，整流模块使用单相相控整流电路，能够将太阳能板收集到的交流电转换为直流电，并保证电路的输出电压稳定。
3、交流调光器单相相控整流电路还可以应用于交流调光器中。
在传统的交流调光器中，常使用三角型调制电路或方波调制电路对电源电压进行调节。
但是这种调制方式会引起电容滤波器的谐波产生，从而影响电灯的寿命。
单相相控整流电路则通过减小谐波的产生，能够实现更加平滑的调光效果。
4、电动机调速器单相相控整流电路还可以应用于电动机调速器中。
电动机调速器是一种常见的电气控制设备，能够通过对电机输入电压的控制来实现对电机转速的调节。
交流电动机变频调速技术的优势与经济性浅析
６） 行 噪 音低 。运 行频 率 下 降 至４ ｚ 运 ０Ｈ 左右 时 ，电机 的 运行 噪 音 明显 下 降 ，低 于 ８ Ｂ，而 低 速运 行时 基本 上听不 到噪音 ，达 ０ｄ 到 ６ Ｂ ５ 以下 ，大 大降 低 了现场 的 噪音 污染 。 ｄ ７） 动部 件 发热小 。由于 电机降 低速 度运行 以及工作 在 高效 转 率 区 ，电机 的温 升和 轴 承温 升 下 降 明显 。 电机 的前 后 轴承 的 温度 都 有相应 的下 降 ，延 长 了风机 系统 的使 用 寿命 。 ８ ）机 械损 耗小 。由于低 负 荷 下转 速降 低 ，减 少 了机 械部 分 的 磨 损 和振 动 。 风机 大修 周 期 延 长 ，可 大 大节 约检 修 费 用 。采 用液 力偶合器每年的维护费用约在５ 万元左右，而采用变频器后 ，这项 费 用可 下降 为数 千元 左右 。
５ 变频调速 技术在发电站 中的经济优势
变 频 调速 技 术 在发 电站 中 主要 用 于各 种 风机 和 水 泵 ，下 面 以 （ 转第 ９页 ） 下 ３
变 换 方 法 ，将 输人 的 ＿频 交流 电变换 成 为 频 率 和幅 值都 可 调 节 的 厂 交 流 电输 出到交 流 电动机 ，实现 交流 电动 机 的变 速运行 。 ２ 变频 调速方式
将 交流 电由固定 的５Ｈ Ｓ 频变换 为可 变频率 主要有 两种方式 ： ０ｚ Ｅ １ 直 接变 换方 式 。它 是通 过 可控 整流 和 可控 逆变 相结 合 ，将 ） 输入 的＿ 频 电 流直 接 强制 转 化 为所 需 频 率 的交 流 输 ，因 而又 称 ＿ Ｉ ＝ 为 “ 一 变频 ”方式 。 交 交 ２）另一 种 称 为 间 接 变 换方 式 ，又 称 为 “ 一 交 变 频 ”方 交 直一 式 。它 是先 将 ：频 交流 电输 入通 过 全控 （ ｒ ： 或半 控／ 控 ）整流 变 换 不
交流电动机变频调速技术的发展
交流电动机变频调速技术的发展随着电力电子技术和控制理论的不断发展，交流电动机变频调速技术得到了广泛应用。
本文将介绍交流电动机变频调速技术的发展背景、基本原理、应用场景、案例分析以及交流讨论，以期读者能深入了解该技术的应用和发展前景。
交流电动机变频调速技术是一种通过改变电源频率来调节交流电动机转速的技术。
其基本原理基于交流电动机的转速与电源频率成正比关系，通过改变电源频率，可以实现对电动机转速的平滑调节。
目前，常见的交流电动机变频调速方法有直接电源变换型和间接电源变换型两种。
直接电源变换型是通过改变电源的频率和幅值来直接驱动电动机，而间接电源变换型则是通过先转换成直流，再通过逆变器转换成交流来驱动电动机。
两种方法各有优缺点，直接电源变换型具有高效率和快速响应特点，但需要使用昂贵的电力电子设备；而间接电源变换型虽然需要两级转换，但其控制精度高且成本较低。
交流电动机变频调速技术被广泛应用于各种领域。
在工业生产中，该技术用于驱动各种泵、风机、压缩机等设备，实现生产过程的自动化和节能；在交通运输业中，交流电动机变频调速技术用于驱动地铁、轻轨、动车等城市轨道交通车辆，提高运行效率和乘坐舒适度；在电力系统中，该技术用于调节负荷和功率因数，提高电网运行效率和稳定性；在环保领域，交流电动机变频调速技术用于驱动环保设备，如污水泵、除尘器等，实现环保工程的自动化和节能。
随着技术的不断发展，交流电动机变频调速技术的应用前景将更加广阔。
以地铁车辆为例，交流电动机变频调速技术被广泛应用于地铁电传动系统中。
通过使用该技术，地铁车辆能够根据运行需求自动调节速度和加速度，提高运行效率和乘坐舒适度。
同时，该技术还具有对电网的友好特性，能够实现能量的高效回馈，降低能源消耗。
在应用交流电动机变频调速技术时，有一些问题需要注意。
由于该技术的应用涉及到大量的电力电子设备，因此需要充分考虑其可靠性、稳定性和耐久性。
由于不同的应用场景对电动机的调速性能和节能效果有不同的要求，因此需要根据实际情况选择合适的变频器和控制系统。
电动机的控制与调速技术
电动机的控制与调速技术电动机是电气工程中最常见和重要的设备之一，广泛应用于工业生产、交通运输、家用电器等领域。
电动机的控制与调速技术是电气工程中的重要研究方向，它涉及到电动机的运行效率、稳定性和可靠性等关键问题。
本文将从电动机的控制方法、调速技术以及相关应用领域等方面进行探讨。
一、电动机的控制方法电动机的控制方法主要包括直接启动控制、起动器控制、变频控制等。
直接启动控制是最简单的电动机控制方法，通过直接连接电源使电动机启动。
起动器控制是在直接启动的基础上加入起动器，通过控制起动器的工作状态来控制电动机的启动和停止。
变频控制是一种先将交流电源转换为直流电源，再通过逆变器将直流电源转换为可调频率的交流电源，从而实现对电动机转速的精确控制。
二、电动机的调速技术电动机的调速技术是指通过改变电动机的输入电压、频率或电流等参数来实现对电动机转速的调节。
常见的调速技术包括电压调制、频率调制、电流调制和矢量控制等。
电压调制是通过改变电动机的输入电压来调节电动机的转速，它适用于负载变化较小的场合。
频率调制是通过改变电动机的输入频率来调节电动机的转速，它适用于负载变化较大的场合。
电流调制是通过改变电动机的输入电流来调节电动机的转速，它适用于对电动机负载要求较高的场合。
矢量控制是一种较为复杂的调速技术，它通过对电动机的转子位置和转速进行精确控制，实现对电动机转速和转矩的精确调节。
三、电动机控制与调速技术的应用领域电动机控制与调速技术在工业生产、交通运输、家用电器等领域都有广泛应用。
在工业生产中，电动机的控制与调速技术可以实现生产线的自动化控制，提高生产效率和产品质量。
在交通运输中，电动机的控制与调速技术可以实现电动汽车的驱动控制，提高汽车的能效和驾驶体验。
在家用电器中，电动机的控制与调速技术可以实现洗衣机、空调等家电的智能控制，提高用户的使用便利性和舒适度。
总结电动机的控制与调速技术是电气工程中的重要研究方向，它涉及到电动机的运行效率、稳定性和可靠性等关键问题。
交流220伏单相电机可控硅调速注意事项
交流220伏单相电机可控硅调速注意事项使用可控硅进行交流电机调速时，有几个注意事项需要考虑：
1.电机类型和适用范围：确保可控硅调速器与你所使用的交流电机兼容，并且能够满足电机的功率需求。
不同类型和规格的电机可能需要不同的可控硅调速器。
2.额定电压和频率：确保可控硅调速器的额定电压和频率与供电网的电压和频率匹配，以确保正常运行并防止损坏电机。
3.选型和安装：选择适当型号的可控硅调速器，并按照其说明书中的指导进行安装。
确保调速器的冷却和散热良好，并且安装在通风良好的位置，以防止过热。
4.过载保护：可控硅调速器应该配备过载保护功能，以防止电机因过载而损坏。
确保调速器的过载保护设置合理，并且在超载情况下及时停机。
5.电源电路和接线：正确连接可控硅调速器和电机的电源线路，并确保接线正确牢固。
特别要注意接地，以确保安全。
6.调速范围和稳定性：了解可控硅调速器的调速范围和性能稳定性，并根据实际需要进行调节和优化。
7.维护和保养：定期检查和维护可控硅调速器和电机，包括清洁和检查连接部分、散热器等，以确保其正常运行和延长使用寿命。
8.安全操作：使用前确保了解可控硅调速器的安全操作规程和注意事项，避免发生安全事故。
总的来说，使用可控硅进行交流电机调速需要谨慎选择、安装
和操作，以确保电机正常、稳定地工作，并且能够满足实际需求。
单相交流电动机的控制与调速技术
任务３.１ 单相异步电动机常用控制技 术
• 由于单相异步电动机的启动转矩为０, 所以需采用其他途径产生启动 转矩。 按照启动方法与相应结构不同, 单相异步电动机可分为分相式 或罩极式。
• １.单相分相式异步电动机 • 这种电动机是在电动机定子上安放两套绕组, 一个是工作绕组Ｕ１－
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任务３.１ 单相异步电动机常用控制技 术
• 单相异步电动机的定子由定子铁芯和定子绕组构成, 如图３－６ 所示 。
• (２) 转子。 • 单相异步电动机的转子由转子铁芯、转子绕组和转轴构成, 如图３－
７ 所示。 • (３) 其他部件。 • 单相异步电动机的其他部件还包括机壳和前、后端盖等。 • ２.单相异步电动机的工作原理 • 单相异步电动机属于感应电动机, 其工作原理与三相异步电动机一样,
• ２.对罩极式单相异步电动机的反转控制 • 罩极式单相异步电动机的转向由定子磁极的结构决定, 一般情况下, 不
能用改变外部接线的方法改变电动机的转向。 尤其是凸极式, 罩极部 分已经固定, 如果一定要改变转向, 在允许和可能的情况下将定子铁芯 从机座中抽出, 调转１８０°再装进去, 这样就可以使凸极式罩极异步 电动机反转了。
• 单相罩极式异步电动机结构简单, 制造方便, 噪声小, 且允许短时过载 运行。 但启动转矩小, 且不能实现正反转, 常用于小型电风扇上。
• ３.１.３.３ 单相异步电动机的反转 • １.对分相式单相异步电动机的反转控制 • 对于三相异步电动机, 如果将输入的三相电源线任意两相对调, 电动机
就可以反转。
允许通电试车。 • (５) 等电动机停转后, 先拆除电源线, 再拆除电动机接线, 然后整理训
练场地, 恢复原状。 • ２.用接触器控制单相异步电动机正反向运行的控制电路安装
单相调速电机原理
单相调速电机原理
单相调速电机是一种通过改变电源的频率来实现转速调节的电动机。
它主要由电源模块、电机控制模块和电机本体三部分组成。
首先，电源模块负责为电动机提供电源。
在单相调速电机中，通常采用交流电源，并通过半导体器件（如晶闸管、可控硅等）来实现电源的调节。
通过控制半导体器件的导通角度或延迟角度，可以改变电源的有效值和相位，从而实现对电机的加速度和减速度的控制。
其次，电机控制模块根据需要改变电源的频率来调节电机的转速。
它通过感知电机的转速和负载状况，并通过控制电源模块来调整频率的输出。
通常，电机控制模块采用闭环控制系统，通过反馈电机的实际转速与期望转速之间的差异来实现调速功能。
常用的反馈传感器包括霍尔传感器、光电传感器和编码器等。
最后，电机本体是实现机械工作的部分，它将电能转化为机械能。
单相调速电机包括感应电动机、异步电动机等类型，其原理基本上与普通的单相电动机相同。
当电源的频率发生变化时，电机的磁场也会发生相应的变化，从而引起电动机的转速调节。
总的来说，单相调速电机的实现原理是通过改变电源的频率来调整电机的转速。
电源模块提供调节后的电源，电机控制模块感知并调整电源的频率，最后将电能转化为机械能。
这种调速方式在许多电机驱动应用中具有较高的效率和灵活性。
变频技术原理-交流电动机的调速
谢谢大家！
交流调速系统认识-异步电动机的调速
• （3）调压调速
• 如图所示，当定子电压降低时（U2 <U1 <UN）， 电动机的同步转速和临界转差率均不变，而最大电磁 转矩和启动转矩随电压平方关系减小。 对于通风机类负载，电动机在全段机械特性上都能稳定运
行。如图，在不同电压下的稳定工作点分别为C、D、E，所 以，改变定子电压可以获得较低的稳定运行速度。
总评：无极调速，调速范围广、速度调节连续性、平滑性好，调速机械特性无改变，调 速性能优良，应用方法。
交流调速系统认识-异步电动机的调速
• 变极调速
• 由电机学原理可知，只有定子和转子具有相同的极数 时，电动机才具有恒定的电磁转矩。由于鼠笼式异步电 动机的转子极数能自动地跟随定子极数的变化，所以变 极对数调速只能用于鼠笼式电动机。 • 电动机的同步转速反比于于磁场的极对数。而磁极对 数 p 的改变，取决于电动机定子绕组的结构和接线。通 过改变定子绕组的接线，就可以改变电动机的磁极对数。
知识目标
能力目标
思政目标
交流调速系统认识-异步电动机的调速
• 交流电动机的工作原理：交流异步电动机、交流同步电动机 视频解读
• 了解被控对象是我们实现控制它的关键第一步
• 交流电动机调速原理
• 根据电机学原理可知：
n 60 f1 (1 s) p
n1
60 f1 p
• 交流异步电动机的转速n与供电电流调速系统认识-异步电动机的调速
变极调速
当将两个半相绕组的连接方式改变，如图3-34左图， 进行反向串联或反向并联时，使其中的一个半相绕组a2、 x2中电流反向，此时定子绕组便产生2极磁场，如图3-34 右图所示。
交流调速系统 (1)
调压调速
转差功率消耗型： 串电阻调速
异步电机
电磁离合器调速
调速系统 转差功率回馈型： 串级调速
变磁极对数调速 转差功率不变型：
变频调速
6.2 闭环控制的交流变压调速系统
交流电机几种调压方式 异步电动机改变电压的机械特性曲线
（开环） 闭环控制的调压调速系统 近似的动态结构图
6.2 闭环控制的交流变压调速系统
1、系统组成
~
+
U*n + Un
GT
Uc ASR
M 3~
n
TG
a)原理图
图6-5 带转速负反馈闭环控制的交流变压调速系统
2、系统静特性
n n0
B
n*2
A
A’’
A’
U1min
C UN
0
TL
Te
图6-5b 闭环控制变压调速系统的静特性
按照反馈控制规律，将A´ 、A、A”连 接起来便是闭环系统的静特性。尽管异步 电机的开环机械特性和直流电机的开环特 性差别很大，但是在不同电压的开环机械 特性上各取一个相应的工作点，连接起来 便得到闭环系统静特性，这样的分析方法 对两种电机是完全一致的。
A
A’
n*3 U1min
UN
0
TL
Te
图6-5b 闭环控制变压调速系统的静特性
3、系统静态结构框图
~
+
U*n +
U*n
-
-
Un Un
GT
ASR ASR
Uc
Uc
U1
Ks
-TL n=f(U1，Te)
n
M 3~
n
TG
图6-6 异步电机闭环变压调速系统的稳态结构框图
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• 我们可以给出以下结论:
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任务３.１ 单相异步电动机常用控制技 术
• (１) 当转子静止时, 单相异步电动机无启动转矩, 若不采取其他措施, 电动机不能启动。
• (２) 单相异步电动机一旦启动旋转, 当合成转矩大于负载转矩时, 则电 动机在撤销启动措施后将自行加速并在某一稳定转速下运行。
• (３) 单相异步电动机稳定运行的旋转方向由电动机启动方向确定。 • (４) 由于存在反向转矩Ｔ２, 起制动作用, 使合成转矩减小, 所以单相
异步电动机的过载能力、效率、功率因素等均低于同容量的三相异步 电动机, 且机械特性变软、转速变化较大。 • ３.１.３.２ 单相异步电动机的分类和启动方法
• 由图３－８ 可知, 定子绕组通电后产生的磁场是一个交变磁场, 不是 旋转磁场, 故转子是不会转动的。 也就是说: 单相异步电动机没有启 动转矩, 不能自行启动。
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任务３.１ 单相异步电动机常用控制技 术
• 但是, 我们可以将交变磁场分解成两个大小相等、方向相反的旋转磁 场,如正向旋转的磁场对转子产生的转矩为Ｔ１, 反向旋转的磁场对转 子产生的转矩为Ｔ２, 转子未转动时, 正、反旋转磁场的转差率是相同 的, 都为１。 如图３－９所示, 其Ｔ１、Ｔ２ 大小相等、方向相反,两 转矩相互抵消。
• 启动绕组一般按短时运行设计, 故在启动绕组中串有离心开关或继电 器触头, 在电动机转速达到７５％ ~８０％ 额定转速时, 开关自动断 开, 使启动绕组脱离电源, 以后由工作绕组单独运行。 图３－１２ 所 示为离心开关结构示意图。
• 单相分相异步电动机按其串接在启动绕组中的元件不同, 有电阻分相 式与电容分相式两种。
必须首先建立一个旋转磁场, 才能驱动笼型转子旋转。
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任务３.１ 单相异步电动机常用控制技 术
• 单相异步电动机的电源是单相正弦交流电, 当定子绕组中通过单相交 流电时, 其铁芯内产生一个交变的脉动磁场。 这个磁场的磁感应强度 的大小随着绕组上电流瞬时值的变化而变化, 方向也随着电流方向的 改变而改变, 但磁场的方向始终与绕组轴线平行, 并不会旋转。 单相 异步电动机定子绕组产生的磁场如图３－８ 所示。
• ３.１.２ 任务内容
• (１) 了解单相异步电动机的结构原理。 • (２) 了解单相异步电动机的分类与启动方法。 • (３) 学会单相异步电动机启动控制电路的安装与调试。 • (４) 学会单相异步电动机反向运行控制电路的安装与调试。
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任务３.１ 单相异步电动机常用控制技 术
• ３.１.３ 必备知识
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任务３.１ 单相异步电动机常用控制技 术
• ３) 单相电容运转电动机 • 若将电容分相式电动机的启动绕组设计成长期工作制, 且在启动绕组
支路中不串接离心开关常闭触头, 就成为单相电容运转电动机, 如图３ －１５ 所示。 此种电动机定子气隙磁场较接近圆形旋转磁场, 所以其 运行性能有较大改善, 无论效率、功率因数、过载能力都比普通单相 电动机高, 运行也较平稳。 一般３００ ｍｍ 以上的电风扇电动机和 空调器压缩机电动机均采用这种运行方式的电动机。 • ４) 单相双值电容电动机
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任务３.１ 单相异步电动机常用控制技 术
• 对于隐极式罩极电动机, 还可以通过改变启动绕组在定子槽内的位置 改变转向, 但不能随时改变转向。 这样的电动机一般都装在不需要改 变转向的机械中, 如电风扇、鼓风机等。
• ３.１.４ 任务实施
• ３.１.４.１ 单相异步电动机的启动控制电路安装 • １.安装前准备 • (１) 单相电容分相式异步电动机原理图, 如图３－１４ (ａ) 所示。 • (２) 设计控制线路电器元件布置图, 设计控制线路电气接线图。 • (３) 电器元件以及相关器材准备。
允许通电试车。 • (５) 等电动机停转后, 先拆除电源线, 再拆除电动机接线, 然后整理训
练场地, 恢复原状。 • ２.用接触器控制单相异步电动机正反向运行的控制电路安装
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任务３.１ 单相异步电动机常用控制技 术
• (１) 控制接线原理图, 如图３－２２ 所示。 • (２) 设计控制线路电器元件布置图, 设计控制线路电气接线图。 • (３) 准备电器元件、线材等并清点、检查。 • (４) 按照工艺要求, 安装接线。 • (５) 安装完毕的控制线路板, 必须按要求进行认真检查, 确保无误后才
• 单相罩极式异步电动机结构简单, 制造方便, 噪声小, 且允许短时过载 运行。 但启动转矩小, 且不能实现正反转, 常用于小型电风扇上。
• ３.１.３.３ 单相异步电动机的反转 • １.对分相式单相异步电动机的反转控制 • 对于三相异步电动机, 如果将输入的三相电源线任意两相对调, 电动机
就可以反转。
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任务３.１ 单相异步电动机常用控制技 术
• １.用倒顺开关控制单相异步电动机正反向运行控制电路的安装 • (１) 倒顺开关接线图, 如图３－２０ 所示。 • (２) 电动机接线图, 如图３－２１ 所示。 • (３) 按照工艺要求, 安装接线。 • (４) 安装完毕的控制线路板, 必须按要求进行认真检查, 确保无误后才
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任务３.１ 单相异步电动机常用控制技 术
• 由于单相异步电动机的启动转矩为０, 所以需采用其他途径产生启动 转矩。 按照启动方法与相应结构不同, 单相异步电动机可分为分相式 或罩极式。
• １.单相分相式异步电动机 • 这种电动机是在电动机定子上安放两套绕组, 一个是工作绕组Ｕ１－
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任务３.１ 单相异步电动机常用控制技 术
• 单相异步电动机的定子由定子铁芯和定子绕组构成, 如图３－６ 所示 。
• (２) 转子。 • 单相异步电动机的转子由转子铁芯、转子绕组和转轴构成, 如图３－
７ 所示。 • (３) 其他部件。 • 单相异步电动机的其他部件还包括机壳和前、后端盖等。 • ２.单相异步电动机的工作原理 • 单相异步电动机属于感应电动机, 其工作原理与三相异步电动机一样,
• ３.１.３.１ 单相异步电动机的结构和工作原理 • １.单相异步电动机的结构 • 单相异步电动机的结构与三相笼型异步电动机相似, 亦由定子和转子
两大部分组成, 还包括机壳、端盖、轴承等部件。 但由于单相异步电 动机往往与它所拖动的设备组合成一个整体, 因此其结构各异。 最典 型的结构是它的转子为笼型结构, 定子采用在定子铁芯槽内嵌放单相 定子绕组的方式, 如图３－５ 所示。 • (１) 定子。
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任务３.１ 单相异步电动机常用控制技 术
• ２.电路安装调试 • (１) 检查、清点器材元件, 并将电器元件安装固定。 • (２) 按电气安装工艺规范, 实施电路布线连接。 • (３) 检查无误后, 经过老师复查, 并在老师指导下通电试验。 • (４) 将Ｓ 常闭触头断开, 再通电试验, 记录结果并分析。 • ３.试验结束 • 拆除各接线, 然后整理训练场地, 恢复原状。 • ３.１.４.２ 单相异步电动机正反向运行的控制电路安装
允许通电试车。如若在通电试验过程中出现故障, 学生应独立进行调 试、排故。 • (６) 等电动机停转后, 先拆除电源线, 再拆除电动机接线, 然后整理训 练场地, 恢复原状。
• ２.对罩极式单相异步电动机的反转控制 • 罩极式单相异步电动机的转向由定子磁极的结构决定, 一般情况下, 不
能用改变外部接线的方法改变电动机的转向。 尤其是凸极式, 罩极部 分已经固定, 如果一定要改变转向, 在允许和可能的情况下将定子铁芯 从机座中抽出, 调转１８０°再装进去, 这样就可以使凸极式罩极异步 电动机反转了。
• 单相异步电动机的正反转控制多用于电容式电动机, 如洗衣机用的电 动机。 电容式电动机的工作绕组、启动绕组可以交换使用, 把启动绕 组当成工作绕组使用时, 它的旋转磁场改变了旋转方向, 电动机也就改 变了转向。
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任务３.１ 单相异步电动机常用控制技 术
• 单相电容式电动机的控制电路也比较简单, 它的正反转控制接线图如 图３－１９ 所示。 如果开关Ｓ 接触点１ 为正转, 那么开关Ｓ 接触点 ２ 电动机就反转。 这样接, 相当于每变化一次工作绕组(或启动绕组) 就反接一次。
项目３ 单相交流电动机的控制与调速 技术
• 任务３.１ 单相异步电动机常用控制技术 • 任务３.２ 单相交流电动机的调速技术 • 任务３.３ 单相交流电动机的维护与检修技术
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任务３.１ 单相异步电动机常用控制技 术
• ３.１.１ 任务目标
• (１) 了解单相异步电动机的结构与工作原理。 • (２) 掌握单相异步电动机常用控制线路的安装与调试。
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任务３.１ 单相异步电动机常用控制技 术
• 为获得较大的启动转矩, 又有较好的运行特性, 常采用两个电容器并联 后再与启动绕组串联, 这就是单相双值电容电动机, 如图３－１６ 所 示。
• ２.单相罩极式异步电动机 • 单相罩极式异步电动机按磁极形式分, 有凸极式与隐极式两种, 共中以
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任务３.１ 单相异步电动机常用控制技 术
• １) 单相电阻分相式异步电动机ห้องสมุดไป่ตู้• 这种电动机工作绕组Ｕ１－Ｕ２ 导线粗、电阻小, 启动绕组Ｖ１－Ｖ
２ 导线细、电阻大, 或在启动绕组支路中串入适当电阻来增加该支路 电阻值, 然后并接于同一单相交流电源上。 如图３－１３ (ａ) 所示, 图中Ｒ 为外串电阻, Ｓ 为离心开关动断触头。 • ２) 单相电容分相式异步电动机 • 这种电动机启动绕组串接一个电容器后与工作绕组并接在同一单相交 流电源上, 如图３－１４ (ａ) 所示。